Cтраница 1
Взаимодействие ультразвука с биологической средой: Тезисы докл. [1]
Взаимодействие ультразвука с биологической средой: Тезисы докл. [2]
Взаимодействие ультразвука с материалом может быть характеризовано акустическим сопротивлением материала, которое является произведением плотности и скорости звука в материале. Когда имеется большая разность в сопротивлениях на поверхности раздела, то большая часть падающей энергии отражается. Если же сопротивления соизмеримы, то большая часть энергии передается. Кроме того, количество переданной энергии зависит от площади и формы поверхности раздела. Длина волны ультразвукового луча непосредственно связана с разрешающей способностью системы. Увеличение частоты обеспечивает увеличение разрешения. Продольная длина волны связана с соответствующим осевым разрешением. [3]
В конце 30 - х годов он осуществил основополагающие работы по изучению взаимодействия ультразвука с кристаллами. Им был развит общий подход к исследованию затухания низкочастотных колебаний в кристаллах и построена теория поглощения низкочастотных звуковых колебаний ангармоническим кристаллом. [4]
Если размеры неоднородностей сравнимы с длиной волны или меньше ее ( по-видимому, это условие выполняется в биологических тканях), то взаимодействие ультразвука со средой в значительной степени будет определяться дифракционными эффектами. Именно этому случаю рассеяния мы уделим основное внимание в данной главе. [5]
С применениями ультразвука в медицине связано множество разных аспектов. Однако, при этом физика явления должна включать следующие процессы: распространение ультразвука в биологической среде, такой как тело человека, взаимодействие ультразвука с компонентами этой среды и ( по крайней мере в диагностических приложениях) измерение и регистрация акустического излучения, как падающего на объект, так и возникающего в результате взаимодействия с ним. [6]
В широком плане такие связи можно разделить на тепловые и нетепловые. С физически более удовлетворительной точки зрения, однако, именно само поглощение акустической энергии обусловлено взаимодействием ультразвука с биологическими тканями на молекулярном или макромолекулярном уровне. [7]
Ультразвуковая телегистология или характеризация тканей - новое, развивающееся, но еще не проверенное всесторонне научное направление. Методы и подходы телегистологии тесно связаны с методами получения изображений, но, вообще говоря, являются дополнительными. Истинно системный подход к этому предмету еще только намечается, и, очевидно, будет тесно связан с пониманием физики взаимодействия ультразвука с тканями. [8]
Если плотность неоднородностей постоянна, то такие неоднородности будут просто перемещаться взад и вперед вдоль направления распространения акустической волны. Если же плотность неоднородностей различна в разных областях, то существует также тенденция к относительному вращательному движению. В любом случае при уменьшении амплитуды скорости относительного движения в результате действия вязкости среды происходит поглощение энергии акустической волны. Процесс теплового затухания возникает, когда из-за периодических изменений давления в звуковом поле имеет место чередование сжатий и растяжений среды и соответственно идет теплообмен с конечной скоростью между суспендирующей средой и неоднородностью. О Доннелл и Миллер [166] на основе анализа основных неоднородностей некоторых биологических тканей расчетным путем показали, что в частотном диапазоне 1 - 10 МГц потери, обусловленные вязким относительным движением, по всей видимости, преобладают над тепловыми потерями в широком интервале размеров неоднородностей. По расчетам этих авторов отношение тепловых потерь к вязким составляет приблизительно 2 % для сердечной мышцы и значительно меньшую величину для кожи и крови. Мак-Куин [138] с позиций теории вязкого относительного движения попытался объяснить различные явления взаимодействия ультразвука с мягкими тканями, наблюдаемые в эксперименте. [9]